幾十年來，汽車制造商一直利用膠粘劑來加強車體的焊接強度。傳統(tǒng)膠粘劑可以承受日常駕駛的機械應力，但有一個嚴重的缺陷：由于其本身的脆性，無法承受嚴重的撞擊。在極端條件下進行碰撞測試時，由傳統(tǒng)膠粘劑粘合的兩塊部件必然會像拉鏈一樣裂開——零部件只能完全依靠焊縫中的螺母和螺栓保持穩(wěn)固。這種辦法會使汽車更重、造價更高、排放量更高，汽車制造商在關鍵的碰撞安全部件中不使用這種膠粘劑。

    汽車制造商面臨的問題是，到目前為止，尚無足夠強勁或可靠的膠粘劑能夠在極端撞擊實驗中不發(fā)生斷裂。漢高公司集世界各地專家于一堂，對膠粘劑的化學成分、內部結構（形態(tài)）以及由此產生的機械性能之間的關系進行了系統(tǒng)研究，成功研制出適用于最極端環(huán)境的高強度結構膠粘劑系列，遇撞擊不斷裂，同時在其他各方面保持良好性能。

    這種新型膠粘劑令汽車更安全，也更輕。有了這種專用增強膠粘劑，就可以在制造車身時采用更薄的金屬面板，減輕車重。汽車越輕，油耗也就越少，最終減少每輛汽車二氧化碳排放量。

    "漢高亞太區(qū)汽車部門業(yè)務總監(jiān)GeorgeKazantzis指出：“幾家汽車制造商已經開始采用結構膠粘劑，優(yōu)化車身的抗撞擊性能。與傳統(tǒng)膠粘劑相比，漢高提供多種新型結構膠粘劑優(yōu)勢明顯。它們可以廣泛應用于車頂與車身側面連接處的密封、輪轂及地板等，并帶來非常多的優(yōu)點�！�

    因為提高了粘合性能的工藝可靠度，所以可以減少焊點，從而大幅節(jié)約成本；

    能夠實現(xiàn)自動化操作；

    抗撞擊性能更好，有助于提高在NCAP（新車評估計劃）中的抗撞等級，而無需增加車身用鋼量；

    更多使用鋁合金，因為鋁合金的絕緣性能好，韌性高，可防止電腐蝕，并適應混合金屬的不同脹差。  

    結構膠粘劑的演變

    結構膠粘劑通常是由脆性膠粘劑基材構成，類似橡膠的軟聚合物成“球狀島嶼”狀分布其中。膠粘劑固化時開始形成這些“島狀結構”，在這個過程中，起初均勻混合的兩種成分幾乎完全分離。專家描述這種形態(tài)的專用術語是“傳統(tǒng)橡膠增韌”，但抗撞擊膠粘劑的結構要復雜的多。

    抗撞擊的關鍵是固化后膠粘劑的形態(tài)。漢高公司已研發(fā)出一種柔性顆粒分布方式，可在膠粘劑固化前將這些幾百納米大小的顆粒均勻分布到整個基質中。

    漢高公司負責研究聚合物化學的RainerSchonfeld博士解釋說，專家可以利用這種新穎的技術，精確控制膠粘劑的形態(tài)和內部粘接界面。

    “專家們可以精確測算軟硬成分之間的粘接界面對膠粘劑力學性能的影響”，Schonfeld博士稱。“漢高的專家們利用這項技術，研制出新一代抗撞擊結構膠粘劑，它的熱穩(wěn)定性和抗撞擊性能優(yōu)于傳統(tǒng)增強型膠粘劑10倍以上。這種膠粘劑已通過多種途徑測試，包括專家們用來測試金屬與金屬連接的機械強度的落塔實驗”，他說。

    在落塔測試中，重量約500千克的物體從兩米左右的高度墜落到試樣上，試樣由帶頂帽結構的兩塊薄鋼板粘接或點焊而成。漢高專家采用這種方法，研究試樣的撞擊性能。

    在測試中，粘接而成的試樣在撞擊后，從頂部開始，出現(xiàn)一段褶皺變形，良好地吸收了沖擊能量，粘接線也保持完好。相比之下，僅經點焊而成的試樣變形幅度更大，能量幾乎沒有吸收。

    在汽車業(yè)的應用

    現(xiàn)在，汽車制造商可以買到完全契合其需求和生產工藝的膠粘劑。第一批抗撞膠粘劑“Terokal”于2004年在美國上市，福特將其應用于F-150皮卡系列，從而取得了同類車中最高的抗撞等級。

    盡管有這些優(yōu)點，但汽車制造商尚未充分發(fā)揮這種抗撞擊膠粘劑的潛力。焊接工藝是高度成熟的技術，幾十年來已被廣為接受，但是工程師們也正在逐步采用膠粘劑粘接技術。

    但實際上，粘接接頭已幾乎能完全取代傳統(tǒng)的點焊——在膠粘劑固化前，只需少許點焊來幫助固定粘結車身部件。除了提高安全性外，這項技術也有可能大幅降低成本。

    “汽車制造業(yè)市場正面臨著巨大的成本競爭壓力”，GeorgeKazantzi指出。“大多數(shù)汽車制造商正積極尋求削減總成本的舉措，因此更加倚重自己的供應鏈。但只有在設計環(huán)節(jié)中進行充分考慮，才能體現(xiàn)這些技術的全部優(yōu)勢。因為在概念引入后，可能仍需數(shù)年才能正式投產”。

    “由于采購結構膠粘劑的投資并不太大，產量較低的廠家也能與產量較高的廠家一樣，享受新技術帶來的好處”，GeorgeKazantzi稱。

    今天，利用計算機設計開發(fā)新車身并模擬其機械性能已是工程師們的標準做法。但是，對傳統(tǒng)的數(shù)字模擬技術而言，確定膠粘劑粘接時的用量仍然是重大的挑戰(zhàn)。

    不過，專家們希望，到2010年時，能針對這些應用領域，進一步研發(fā)有限元法和其他技術，為粘接的可靠性提供所需的計算支持。GeorgeKazantzi認為，由于不同供應規(guī)格等諸多因素，用于金屬粘結的傳統(tǒng)結構膠粘劑在價格上已相差懸殊。

    “但新技術發(fā)展的前提，通常取決由這種改變帶來的增值幅度”，他說�！霸谏�產中采用這種技術的客戶，通常不是用來取代現(xiàn)有的膠粘劑，而是用于更換或增加機械緊固件。在這種情況下，方案的價值必須考慮其對總生產成本的影響�！�

    除了汽車業(yè)，漢高公司的抗撞擊結構膠粘劑技術還應用于粘合各種不同材料，如塑料、輕金屬和傳統(tǒng)材料等，增強機械緊固性能，如接頭抗疲勞強度、內邊緣的耐腐蝕性（包括電偶腐蝕）等。

    GeorgeKazantzi指出：“所有對輕量化、耐久性及高強度性能有要求的粘合應用，都能從這項技術中受益。除了汽車，該技術的潛在的應用領域還包括航空/航天、海洋、卡車/巴士、自行車、建筑等”。

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